常見疾病動(dòng)物模型在藥物研發(fā)中的應(yīng)用

常見疾病動(dòng)物模型在藥物研發(fā)中的應(yīng)用第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在科研中的地位科研立項(xiàng)、結(jié)題對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的要求動(dòng)物模型選擇的基本原則腦缺血疾病動(dòng)物模型抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型心血管系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型醫(yī)學(xué)科研論文對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的描述要求第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在科研中的地位在過去100年中，68%的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)是使用動(dòng)物的研究成果。Science在過去5年選出的50項(xiàng)重大科技進(jìn)展中，生命科學(xué)占22項(xiàng)，其中利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究占13項(xiàng)。國家自然科學(xué)基金2012年資助生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域課題13449項(xiàng)，其中使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究課題約占40%?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究史上一些科學(xué)家采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)而獲得的重大發(fā)現(xiàn)舉例發(fā)現(xiàn)年份發(fā)現(xiàn)人所用動(dòng)物腫瘤的病毒病原1910洛斯雞胰島素1921班定狗休克治療1927博萊羅克狗抗細(xì)菌藥物（百浪多息）1935多麥克小鼠心肺旁道器1953葛明貓小兒麻痹癥疫苗1954索爾克恒河猴變性腦病的病毒病原1965格但斯克猩猩心臟移植1967伯納德狗第三頁，共二十三頁，2022年，8月28日二、科研立項(xiàng)、結(jié)題對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的要求《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》（國家科委1988年，2號(hào)令）第十九條：應(yīng)用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用相應(yīng)的合格實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。申報(bào)科研課題和鑒定科研成果，應(yīng)當(dāng)把應(yīng)用合格實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作為基本條件。應(yīng)用不合格實(shí)驗(yàn)動(dòng)物取得的檢定或者安全評(píng)價(jià)結(jié)果無效，所生產(chǎn)的制品不得使用?！端拇ㄊ?shí)驗(yàn)動(dòng)物管理暫行辦法》（川科財(cái)〔2013〕25號(hào)）第十二條：與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有關(guān)的科研立項(xiàng)、結(jié)題驗(yàn)收、科技成果鑒定和評(píng)獎(jiǎng)，進(jìn)行檢定檢驗(yàn)和以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為原料或者載體生產(chǎn)產(chǎn)品的，應(yīng)當(dāng)把使用合格實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和具備相應(yīng)等級(jí)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)施作為基本條件。應(yīng)用不合格的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或者在不合格的實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)施內(nèi)取得的科學(xué)研究、檢定、評(píng)價(jià)的結(jié)果無效，相關(guān)的科研項(xiàng)目不得驗(yàn)收、鑒定、評(píng)獎(jiǎng)，生產(chǎn)的制品不得使用和出售。第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日三、動(dòng)物模型選擇的基本原則充分查閱與課題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)兩方面的文獻(xiàn)。盡量選擇與人類相似的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。①結(jié)構(gòu)和功能的相似性②年齡狀態(tài)的相似性③群體分布的相似性④生態(tài)或健康狀況的相似性⑤疾病特點(diǎn)的相似性⑥解剖特點(diǎn)的相似性動(dòng)物種類平均壽命（年）最長壽命（年）猴1030犬

1020兔815豚鼠57大鼠35小鼠23豬1627貓1230第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日模型的重復(fù)性、可靠性、適用性、可控性、易行性和經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不同品種、品系的特點(diǎn)選擇合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。動(dòng)物解剖、生理特點(diǎn)應(yīng)用選擇兔頸部交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)、減壓神經(jīng)分別存在、獨(dú)立行走；對(duì)體溫變化十分敏感觀察減壓神經(jīng)對(duì)心臟的作用；宜做發(fā)熱、解熱和檢查熱原的實(shí)驗(yàn)研究犬紅綠色盲；汗腺不發(fā)達(dá)；胰腺?。晃感?，易作胃導(dǎo)管不能以紅綠做條件刺激反射實(shí)驗(yàn)；不宜作發(fā)汗實(shí)驗(yàn)；宜作胰腺摘除術(shù)；便于進(jìn)行胃腸道生理研究大鼠無膽囊，不會(huì)嘔吐；胰腺分散不能做膽功能觀察、催吐實(shí)驗(yàn)、胰腺摘除術(shù)豚鼠自身不能合成維生素C可用來做Vc缺乏試驗(yàn)三、動(dòng)物模型選擇的基本原則第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日據(jù)課題研究的目的、內(nèi)容、水平和對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量的要求，選用相匹配的標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)物。選用與實(shí)驗(yàn)要求相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物規(guī)格。①年齡：應(yīng)選擇體成熟的青壯年動(dòng)物為宜。②體重：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體重與年齡間有一定的相關(guān)性，選擇發(fā)育正常、體重符合要求的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。③性別：同一品種（系）動(dòng)物不同性別對(duì)許多外界刺激的反應(yīng)不一致。④生理狀況：不同生理狀態(tài)對(duì)外界的刺激的反應(yīng)不一致。三、動(dòng)物模型選擇的基本原則第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的外推。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和應(yīng)用應(yīng)注意有關(guān)國際規(guī)范（實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利，3R原則）。三、動(dòng)物模型選擇的基本原則第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日四、腦缺血疾病動(dòng)物模型1.腦缺血?jiǎng)游锬Ｐ腿X缺血模型：阻斷沙鼠雙側(cè)頸總動(dòng)脈模型阻斷大鼠四動(dòng)脈(雙側(cè)頸總動(dòng)脈和椎動(dòng)脈)模型阻斷大鼠雙側(cè)頸總動(dòng)脈加血壓降低模型局灶性腦缺血模型：阻塞大鼠大腦中動(dòng)脈模型(栓塞法、光化學(xué)發(fā)等)三氯化鐵誘發(fā)大腦中動(dòng)脈血栓形成模型其它：自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)阻斷大腦中動(dòng)脈模型卒中型自發(fā)性高血壓大鼠(SHRSP)腦缺血模型第九頁，共二十三頁，2022年，8月28日1.腦缺血?jiǎng)游锬Ｐ湍Ｐ兔Q模型評(píng)價(jià)缺點(diǎn)沙鼠全腦缺血模型簡便、缺血可靠，適合于對(duì)腦缺血及再灌注后神經(jīng)元損傷機(jī)制的研究與藥物篩選。側(cè)枝血管和后交通動(dòng)脈的發(fā)育有變異，使產(chǎn)生DND的結(jié)果不穩(wěn)定；體積過小使生理指標(biāo)的監(jiān)測較為困難；操作技術(shù)要求高，對(duì)抽搐遺傳易感性。阻斷大鼠腦四動(dòng)脈全腦缺血模型有良好的可重復(fù)性。缺血與再灌注時(shí)間可通過頸動(dòng)脈夾開閉控制，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求造成不同程度的腦缺血損傷。需要處理4條血管，實(shí)驗(yàn)要分兩步在兩天內(nèi)才能完成。阻斷頸總動(dòng)脈-降低血壓大鼠前腦缺血模型重復(fù)性好，易于控制缺血時(shí)間，用于研究腦缺血后的腦代謝和組織學(xué)改變。血壓下降后，其它重要器官灌注也降低，影響這些器官功能。不能觀察缺血后產(chǎn)生的即刻神經(jīng)癥狀。大腦中動(dòng)脈阻塞大鼠局灶性腦缺血模型適用于缺血和缺血-再灌注腦損傷發(fā)生機(jī)制及藥物篩選的研究。不同品種大鼠線栓法MCAO腦梗死體積大小及變異不同。F344大鼠梗死體積最大，變異?。籛sitar大鼠梗死體積小，變異大；SD大鼠介于兩者之間。四、腦缺血疾病動(dòng)物模型第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日1.腦缺血?jiǎng)游锬Ｐ湍Ｐ兔Q模型評(píng)價(jià)缺點(diǎn)三氯化鐵誘發(fā)大鼠大腦中動(dòng)脈血栓形成模型該模型形成的血栓為混合血栓，與臨床血栓形成的病理過程相似，是一種快速評(píng)價(jià)抗栓藥和溶栓藥療效的腦血栓模型。動(dòng)物的顴弓被除去后可影響動(dòng)物攝食，不利于長期觀察。大鼠多發(fā)性腦血栓模型能較好地反映腦血栓形成的實(shí)際情況。形成血栓為血小板血栓，主要位于小動(dòng)脈與毛細(xì)血管內(nèi)，在右半大腦形成的血栓彌散、不固定。大鼠頸內(nèi)動(dòng)脈注入微栓子模型操作簡單，缺血效果較好，穩(wěn)定性和重復(fù)性較好。接近于人類腦卒中，適用于局灶性腦缺血的發(fā)生機(jī)制、藥物療效、溶栓治療研究。血栓的制備和選擇、套管插入深度和動(dòng)物體重這3個(gè)因素明顯影響造模成功率。大鼠頸總動(dòng)脈注入自體血栓模型栓子大小和栓塞部位易控制，操作簡便，缺血效果可靠，穩(wěn)定性、重復(fù)性好。四、腦缺血疾病動(dòng)物模型第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.腦出血?jiǎng)游锬Ｐ湍Ｐ兔Q模型評(píng)價(jià)缺點(diǎn)注入自體血大鼠腦出血模型是目前應(yīng)用最多的腦出血?jiǎng)游锬Ｐ椭?。主要用于觀察藥物對(duì)血腫的吸收、腦水腫、顱內(nèi)壓升高、局部腦缺血、腦血流、氧自由基損傷和神經(jīng)功能改善的效果。血腫體積不恒定，不同個(gè)體差異較大，腦出血癥狀不十分明顯，神經(jīng)功能評(píng)分較低、僅供參考。注入膠原酶和肝素誘發(fā)大鼠腦出血模型操作簡便，產(chǎn)生的血腫大小基本一直，重復(fù)性好。出血區(qū)實(shí)際上是彌漫性滲血與腦組織混雜在一起，并非完整的血腫，病理上類似出血梗死，與人類腦出血的病理改變和過程不同。自發(fā)性腦出血模型能重現(xiàn)人類自發(fā)性腦出血發(fā)病過程。存在遺傳局限性，易變種、斷種，飼養(yǎng)困難，且價(jià)格高、來源少而限制了其在腦出血研究中的廣泛應(yīng)用。四、腦缺血疾病動(dòng)物模型第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日3.蛛網(wǎng)膜下腔出血?jiǎng)游锬Ｐ?SAH)造模動(dòng)物模型評(píng)價(jià)缺點(diǎn)犬SAH模型研究最多，效果也最好。但有研究證明狗并不適合SAH后腦血管的研究，因其基底動(dòng)脈對(duì)去甲腎上腺素和血紅蛋白的反映與人明顯不同。去甲腎上腺素能使人基底動(dòng)脈收縮，而對(duì)犬卻無收縮作用；

血紅蛋白能使犬的基底動(dòng)脈收縮,但對(duì)人卻無作用。猴猴最接近于人的遺傳基因，

因此猴的SAH模型可能是最好的。但這類動(dòng)物的費(fèi)用高且受保護(hù),因此應(yīng)用不如其他動(dòng)物廣泛。兔是目前理想的SAH模型。SAH后CVS的發(fā)生與人類相似，

且可反復(fù)實(shí)施腦血管造影，費(fèi)用較猴、狗為低。但忽視了動(dòng)脈血管損傷的變化，這是其最大的弊端。大鼠可能成為今后使用最廣泛的動(dòng)物模型，特別是采用基因轉(zhuǎn)錄過的大鼠研究SAH后腦CVS的發(fā)生機(jī)制，成為目前研究的重點(diǎn)。但在影像學(xué)方面，不如狗、兔。四、腦缺血疾病動(dòng)物模型第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日五、抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型1.常用自發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型腫瘤名稱品系年齡(月)性別自發(fā)率(%)乳腺腫瘤C3H/♀♂80～100肺腺瘤A/He18♀♂90.0肺細(xì)胞瘤C3H/He14♂85.0肝癌C3H/He/Ola14/85.0淋巴瘤AKRAKR//♂♀79.792.0網(wǎng)織細(xì)胞瘤(C57BL×C3H/Anf)F130♀♂49.0垂體腫瘤C57BR/CdDBA1212～18♀/33.055.5卵巢腫瘤BALB/c//75.8纖維肉瘤(BALB/c×C57BL/6)F118♀28.4第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.化學(xué)致癌劑誘發(fā)的常用腫瘤模型致癌物給藥方式劑量誘發(fā)時(shí)間（天）腫瘤種類發(fā)生率苯并芘皮膚涂抹；皮膚滴落0.1%，1次/周;0.5%，5次/周120-200150-200多發(fā)性乳頭瘤和癌；孤立的乳頭瘤和癌>90%>90%二甲基苯蒽和巴豆油皮膚涂抹0.15ug/只,2次/周；0.5mg/只,5次/周90-150多發(fā)性乳頭瘤和癌>90%苯并芘皮下5mg/只，共1次90-120局部纖維肉瘤>90%4-二甲氨基胝口服每天1.5mg/kg350-400外耳道癌>90%7,12-二甲基苯蒽靜脈生后第48,50和52天，8mg/kg-100乳腺癌>90%二乙基亞硝胺口服5mg/kg，2次/周，共14周120-180惡性肝腫瘤>90%乙基苯基亞硝胺口服每天1mg/kg180-250食管癌>80%N-亞硝基-甲基-乙酰氧基-甲胺口服3.5mg/kg，2次/周，共10周80-120前胃乳頭狀瘤和癌>90%N-甲基亞硝基脲靜脈生后第50和57天，50mg/kg-100乳腺癌>90%五、抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日3.移植性腫瘤動(dòng)物模型五、抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日3.1動(dòng)物移植性腫瘤模型五、抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日腫瘤名稱及類型代號(hào)宿主取瘤時(shí)間接種量接種方法艾氏腹水癌EACKM小鼠或其它小鼠6-9d0.2ml（1:1-4)ip肉瘤180S180KM小鼠或其它小鼠7-11d0.2ml（1:3-4)Sc或ipLewis肺癌LewisC57BL/6小鼠10-14d0.2ml（1:1-3)或直徑2-3mm瘤塊1塊sc黑色素瘤B16B16C57BL/6小鼠15-20d0.2ml(1:1-3)或直徑2-3mm瘤塊1塊sc白血病L615L615615小鼠6-7d0.1-0.2mlsc白血病P388P388DBA/2小鼠6-8d0.2ml(1:3-4)ip或sc白血病L1210L1210DBA/2小鼠6-8d0.2ml(1:3-4)ip或sc瓦克氏肉瘤W256W256Wistar大鼠或其它大鼠6-8d0.2-0.5ml(1:3)sc或im五、抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型3.1動(dòng)物移植性腫瘤模型第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日3.2人體腫瘤異種移植性腫瘤模型結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、淋巴瘤和白血病、胃癌、腎癌、宮頸癌、軟組織肉瘤和骨肉瘤等。黑色素瘤、惡性膠質(zhì)瘤、結(jié)腸癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、腎癌、前列腺癌以及外陰癌、宮頸癌等。五、抗腫瘤藥物研究動(dòng)物模型第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日六、心血管系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型1心肌缺血?jiǎng)游锬Ｐ驮炷?dòng)物模型評(píng)價(jià)缺點(diǎn)垂體后葉素誘發(fā)大鼠心肌缺血可用于缺血缺氧性心肌損害的發(fā)生機(jī)制、防治方法研究，適用于緩解冠狀動(dòng)脈痙攣、防治心肌缺血藥物的初篩。劑量不大時(shí)，可迅速恢復(fù)，故可反復(fù)在同一動(dòng)物身上進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。心肌壞死范圍和數(shù)量不同動(dòng)物個(gè)體間差異大，不如異丙腎上腺素引起的心肌壞死穩(wěn)定。異丙腎上腺素誘發(fā)大鼠心肌缺血效果穩(wěn)定可靠，心肌壞死病理特點(diǎn)和發(fā)生機(jī)制類似人缺血缺氧性心肌壞死。適用于觀察心肌供氧供需平衡或通過作用與β腎上腺素受體來防治心肌缺血的藥物；也可用于心肌壞死、心纖維化發(fā)生機(jī)制的研究和防治藥物篩選。引起心肌壞死的異丙腎上腺素的劑量范圍較寬（1～10mg/kg）。第二十頁，共二十三頁，2022年，8月28日六、心血管系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型2心肌梗死動(dòng)物模型造模動(dòng)物模型評(píng)價(jià)缺點(diǎn)大鼠心肌梗死模型心肌梗死效果確實(shí)，梗死發(fā)生快，缺血區(qū)域大致固定，可進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)、心電圖、組織病理學(xué)和血清學(xué)指標(biāo)檢測。用于冠心病心肌梗死的發(fā)生機(jī)制、防治方法的實(shí)驗(yàn)研究。動(dòng)物存活率與操作熟練度有關(guān)，術(shù)后成活率可達(dá)60%或更高。兔心肌梗死模型不需破壞胸膜進(jìn)行冠狀動(dòng)脈結(jié)扎，不需進(jìn)行人工呼吸。心肌梗死范圍3d內(nèi)較穩(wěn)定，3d后有自發(fā)緩解趨勢(shì)，冠狀動(dòng)脈變異較大。犬心肌梗死模型最常用動(dòng)物模型，重復(fù)性好？便于進(jìn)行給藥前后自身比較。本模型是急性心肌缺血模型，不能用于慢性實(shí)驗(yàn)的觀察。冠狀動(dòng)脈左旋支粗大且分布較廣，冠狀動(dòng)脈間吻合支多，不同犬同一血管、同一部位，結(jié)果很不一致，無法預(yù)測，個(gè)